全球能源互聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代能源電力技術(shù)的重大突破和集成創(chuàng)新，其實(shí)質(zhì)是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”。加快構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，提高大電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性，關(guān)鍵要靠技術(shù)創(chuàng)新。特高壓交直流輸電、柔性輸電、清潔能源、儲能、大電網(wǎng)運(yùn)行分析與控制等技術(shù)是當(dāng)前和今后一段時(shí)期需要重點(diǎn)研發(fā)的技術(shù)領(lǐng)域。
特高壓交流技術(shù)裝備
20世紀(jì)60年代后半期，美國、前蘇聯(lián)、日本、意大利等國相繼建設(shè)了特高壓試驗(yàn)站和試驗(yàn)線路，但大部分停留在試驗(yàn)階段或降壓運(yùn)行，并未投入商業(yè)運(yùn)行。近年來，中國特高壓交流技術(shù)發(fā)展迅速，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的1000千伏特高壓交流關(guān)鍵技術(shù)（包括系統(tǒng)電壓控制、潛供電流抑制、外絕緣配合、電磁環(huán)境控制等）和成套設(shè)備已經(jīng)成熟并得到廣泛工程應(yīng)用。
中國研制了世界首套1100千伏可控并聯(lián)電抗器和世界容量最大的400兆乏/1100千伏特高壓電抗器，研發(fā)了世界首臺1500兆伏安現(xiàn)場組裝變壓器樣機(jī)，研制了世界首套特高壓氣體絕緣輸電管路。
特高壓直流技術(shù)裝備
從中國第一條±800千伏特高壓直流輸電工程投運(yùn)到現(xiàn)在，特高壓直流關(guān)鍵技術(shù)（包括過電壓與絕緣配合、外絕緣配置、電磁環(huán)境與噪聲控制、直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)等）和成套設(shè)備已經(jīng)成熟并得到廣泛應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上正在向±1100千伏特高壓直流技術(shù)邁進(jìn)。
目前中國已經(jīng)研制了±1100千伏直流氣體絕緣穿墻套管樣機(jī)，突破了±1100千伏特高壓直流換流閥成套設(shè)計(jì)和試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)，研制出世界上首個(gè)±1100千伏/550安特高壓直流換流閥。直流電纜、直流套管、換流變壓器等關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備研制水平不斷進(jìn)步。
清潔能源技術(shù)裝備
20世紀(jì)70年代以來，世界各國加快進(jìn)行清潔能源開發(fā)利用和并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的研究。
風(fēng)力發(fā)電方面，陸上風(fēng)電技術(shù)已經(jīng)較為成熟，海上風(fēng)電已開始商業(yè)化運(yùn)營，單機(jī)容量達(dá)到8兆瓦，高空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)也已開始研制，最新高空風(fēng)電系統(tǒng)功率為600千瓦，直驅(qū)式技術(shù)、變槳變速功率調(diào)節(jié)技術(shù)及全功率變流技術(shù)得到應(yīng)用。
光伏發(fā)電方面，單晶硅太陽能電池效率最高可達(dá)25%，多晶硅太陽能電池效率最高可達(dá)20%；薄膜太陽能電池效率紀(jì)錄也達(dá)到22.3%。光熱發(fā)電方面，太陽能聚光鏡場系統(tǒng)最大達(dá)20萬面鏡場，槽式機(jī)組主蒸汽參數(shù)達(dá)380攝氏度左右，塔式機(jī)組工質(zhì)參數(shù)達(dá)500攝氏度左右。
海洋能發(fā)電方面，國際上已形成了一批實(shí)驗(yàn)樣機(jī)和工程樣機(jī)，開展了應(yīng)用試驗(yàn)；潮汐能電站已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行，潮流能和波浪能技術(shù)已具備示范應(yīng)用基礎(chǔ)。
并網(wǎng)運(yùn)行方面，中國攻克了光伏多機(jī)并網(wǎng)諧振抑制等新能源發(fā)電控制核心技術(shù)，完成虛擬同步機(jī)樣機(jī)研制。
各類儲能技術(shù)發(fā)展階段不同，其中抽水蓄能相對成熟；壓縮空氣儲能、傳統(tǒng)鋰離子電池等已經(jīng)開展工程示范或技術(shù)上取得較大突破；未來值得關(guān)注的包括超導(dǎo)磁儲能、超級電容器等。
截至2014年年底，全球投運(yùn)約1.5億千瓦儲能項(xiàng)目，99%以上是抽水蓄能電站。儲能技術(shù)和工程應(yīng)用不斷突破：化學(xué)儲能方面，中國研制出循環(huán)壽命達(dá)10000次的鈦酸鋰儲能電池樣機(jī)、循環(huán)壽命達(dá)2800次的鉛炭電池樣機(jī)。
壓縮空氣儲能方面，美國、德國等國建設(shè)了壓縮空氣儲能示范項(xiàng)目和儲能電站，中國開發(fā)了500千瓦壓縮空氣儲能發(fā)電動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)；深冷液化空氣儲能方面，中國、英國正在推進(jìn)相關(guān)工程建設(shè)；熱儲能方面，中國和西班牙等國家建設(shè)了示范項(xiàng)目；氫儲能方面，美國、加拿大、歐盟研制了儲能系統(tǒng)。
分布式電源和微電網(wǎng)技術(shù)裝備
分布式電源本質(zhì)是就近開發(fā)、并網(wǎng)、消納的小容量發(fā)電機(jī)組。進(jìn)入21世紀(jì)，分布式電源效率較以往有了很大的提升，單機(jī)控制方面已初步實(shí)現(xiàn)用戶端的冷熱氣電用能聯(lián)合運(yùn)行，綜合能量利用效率提高到65%以上。
微電網(wǎng)是由微電源、負(fù)荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元，是能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。美國側(cè)重于利用微網(wǎng)提高重要負(fù)荷的可靠性，滿足用戶的多樣化需求；歐洲側(cè)重微電網(wǎng)可靠性、可接入性和靈活性的研究；日本微電網(wǎng)的研究更注重能源供應(yīng)多樣化；中國微電網(wǎng)的研究側(cè)重解決偏遠(yuǎn)地區(qū)和海島居民的用電問題。
柔性直流輸電和直流電網(wǎng)技術(shù)裝備
從世界范圍來看，柔性直流輸電技術(shù)總體處于示范應(yīng)用階段。全球范圍內(nèi)柔性直流輸電工程已投運(yùn)20項(xiàng)，在建超過20項(xiàng)。從項(xiàng)目數(shù)量來看，歐洲柔性直流輸電工程項(xiàng)目數(shù)量最多；從應(yīng)用領(lǐng)域來看，風(fēng)電并網(wǎng)和弱電網(wǎng)互聯(lián)應(yīng)用較多。
中國積極開展柔性直流輸電的技術(shù)研究與工程建設(shè)，完成了世界首臺±320千伏柔性直流換流變壓器研制，突破了±500千伏柔性直流輸電換流閥核心技術(shù)，并先后建成投運(yùn)了舟山五端柔性直流輸電示范工程和福建廈門真雙極柔性直流示范工程。
高壓直流海底電纜是實(shí)現(xiàn)跨海互聯(lián)的核心設(shè)備。目前，瑞士、意大利等國已經(jīng)具備了±500千伏高壓直流海底電纜生產(chǎn)能力。中國、挪威、丹麥、德國、日本等國相繼建成投運(yùn)了高壓直流海底電纜輸電項(xiàng)目。
直流電網(wǎng)技術(shù)處于技術(shù)研究和關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)階段，國際大電網(wǎng)會議（CIGRE）、中國電力科學(xué)研究院等多家機(jī)構(gòu)正在開展高壓直流斷路器、直流電網(wǎng)故障限流器、高壓DC/DC變換器等研究。中國完成了200千伏/3毫秒/15千安高壓直流斷路器樣機(jī)研制。中國正在開展±500千伏張北—北京的含直流斷路器四端柔性直流示范工程前期工作，將張家口的清潔風(fēng)能送入北京，服務(wù)第24屆冬季奧運(yùn)會。